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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE
DESARROLLO Y CARACTERIZACIÓN DE MATERIALCOMPUESTO MATRIZ YESO PARA INCUBADORA DE HUEVOS DEAVE DE CORRAL ENERGÉTICAMENTE SUSTENTABLE PARAZONAS MARGINADAS DEL ESTADO DE CAMPECHE
AUTOR: Ramón Sarao Calderón.
DIRECTORES DE TESIS:
C. Dr. Pedro Sánchez Santiago.
Dr. Emilio Álvarez García
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE
DESARROLLO Y CARACTERIZACIÓN DE MATERIALCOMPUESTO MATRIZ YESO PARA INCUBADORA DE HUEVOS DEAVE DE CORRAL ENERGÉTICAMENTE SUSTENTABLE PARAZONAS MARGINADAS DEL ESTADO DE CAMPECHE
AUTOR: Ramón Sarao Calderón.
DIRECTORES DE TESIS:
C. Dr. Pedro Sánchez Santiago.
Dr. Emilio Álvarez García
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE
DESARROLLO Y CARACTERIZACIÓN DE MATERIALCOMPUESTO MATRIZ YESO PARA INCUBADORA DE HUEVOS DEAVE DE CORRAL ENERGÉTICAMENTE SUSTENTABLE PARAZONAS MARGINADAS DEL ESTADO DE CAMPECHE
AUTOR: Ramón Sarao Calderón.
DIRECTORES DE TESIS:
C. Dr. Pedro Sánchez Santiago.
Dr. Emilio Álvarez García
I
AGRADECIMIENTOS
Le doy gracias a Dios por haberme permitido vivir hasta este día, el
haberme guiado a lo largo de mi vida, por ser mi apoyo, mi luz y mi camino. Por
haberme dado la fortaleza para seguir adelante en aquello momentos difíciles y en
mis debilidades.
También debo agradecer al rector de la universidad el Ing. Manuel de Jesús
Cordero Rivera, a la secretaria académica la Lic. Oresbia Abreu Peralta y al
director de carrera el ing. Roberto Maldonado García, por su apoyo incondicional,
por creer en mi trabajo y por darme la posibilidad de establecerme este nuevo
logro.
Mi más profundo y sincero agradecimiento a todas aquellas personas que
con su ayuda han colaborado en la realización del presente trabajo, en especial al
Dr. Emilio Álvarez García, Dr. Pedro Sánchez Santiago director de esta
investigación, por la orientación, el seguimiento y la supervisión continúa de la
misma.
Gracias a mi familia por apoyarme, no tan solo en este proyecto, sino a lo
largo de nuestra vida juntos, por su comprensión y el respeto ante momentos
indiferentes, por su admiración por los metas y objetivos logrados y por su amor
hacia mí. Sin más por el momento, espero que este trabajo sea de interés para
todas las personas que deseen revisarlo.
II
ÍNDICECAPÍTULO I INTRODUCCIÓN
1.1. INTRODUCCIÓN.................................................................................................................. 1
1.2. OBJETIVOS .......................................................................................................................... 2
1.2.1. OBJETIVO GENERAL:............................................................................................... 2
1.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................................................... 2
1.2.3. OBJETO DE LA INVESTIGACIÓN ........................................................................... 2
1.3. METAS ................................................................................................................................... 3
1.4. METODOLOGÍA PARA EL DESARROLLO DE LA TESIS ......................................... 3
1.4.1. SITUACIÓN POLÉMICA............................................................................................. 3
1.4.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA CIENTÍFICO .............................................. 3
1.5. HIPÓTESIS ........................................................................................................................... 4
1.5.1. VALOR TEÓRICO........................................................................................................ 4
1.5.2. VALOR PRÁCTICO DE LA INVESTIGACIÓN. ...................................................... 4
1.6. MARCO TEÓRICO .............................................................................................................. 5
CAPÍTULO II MATERIALES Y MÉTODOS
2.1. MATERIALES Y MÉTODOS............................................................................................ 14
2.1.1. MATERIALES A ENSAYAR. ................................................................................... 14
2.2. ELABORACIÓN DE LAS PROBETAS ...................................................................... 17
2.3. DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS. ............................................................................. 18
CONCEPTOS FUNDAMENTALES. ........................................................................................... 18
2.3.1. ENSAYO A COMPRESIÓN...................................................................................... 18
2.3.2. PREPARACIÓN DE LAS PROBETAS .................................................................. 19
2.3.2.1. Descripción del ensayo. ................................................................................. 19
2.3.3. ENSAYO DE IMPACTO IZOD. ................................................................................ 20
2.3.3.1. Preparación de las probetas ......................................................................... 20
2.3.4. ENSAYO DE FLEXIÓN. ............................................................................................ 22
2.3.5. ENSAYO DE DUREZA SHORE. ............................................................................. 23
2.3.5.1. Descripción de la prueba. .............................................................................. 24
III
2.3.6. MÓDULO DE ELASTICIDAD. ................................................................................. 25
2.3.7. ENSAYO DE PESO ESPECÍFICO.......................................................................... 26
2.3.7.1. Procedimiento. .................................................................................................. 27
2.3.8. DETERMINACIÓN DE ABSORCIÓN DE HUMEDAD. ........................................ 28
2.3.8.1. Procedimiento:.................................................................................................. 29
2.4. PROCEDIMIENTO MATEMÁTICO ESTADÍSTICO PARA EL ANÁLISIS DE LOSRESULTADOS EXPERIMENTALES DE ENSAYOS DE LABORATORIO. ........................ 31
A) Media Aritmética de los Resultados o y .......................................................... 31
B) Desviación Media Cuadrática o Desviación Estándar de la Media S o ...... 31
C) Desigualdad Cuadrática o Variabilidad del Procedimiento de Ensayo V ........ 32
II. Determinación del error permisible de la muestra e absoluto...................................... 33
A) Error Absoluto de la Media Aritmética ye ................................................................ 33
B) Error Absoluto de la Desviación Estándar Se ......................................................... 33
C) Error Absoluto del Coeficiente de Variación Ve ...................................................... 33
III. Determinación del error relativo re ............................................................................... 33
A) Para l+a Media Aritmética yre .................................................................................... 33
B) Para la Desviación Estándar rSe ............................................................................... 33
C) Para el Coeficiente de Variación rVe ....................................................................... 34
IV. Grado de precisión del ensayo......................................................................................... 34
A) Para la Media Aritmética y ........................................................................................ 34
B) Para la Desviación Estándar S ................................................................................. 34
C) Para el Coeficiente de Variación V .......................................................................... 34
CAPÍTULO III MANUAL DE CONSTRUCCIÓN
3.1. MANUAL PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UNA INCUBADORA DE HUEVOS DEAVES y FUNCIONAMIENTO. ...................................................................................................... 36
3.1.1. MANUAL PARA LA CONSTRUCCIÓN. ................................................................ 36
3.1.2. FUNCIONAMIENTO .................................................................................................. 38
CAPÍTULO IV RESULTADOS
IV
4.1. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS DE MATERIAL COMPUESTOMATRIZ POLIMÉRICA REFORZADO CON FIBRA NATURAL DE YUTE, COCO YASERRÍN DE MADERA PARA LA FABRICACIÓN DE PAREDES ECO TÉRMICAS DEINCUBADORAS DE HUEVOS DE AVES DE CORRAL ......................................................... 40
4.1.1. PLANIFICACIÓN Y DISEÑO DE LOS EXPERIMENTOS DE LASFORMULACIONES COMPLEJAS. ........................................................................................ 40
4.1.2. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS............................................. 44
4.1.3. Determinación de la mejor zona de mezclado.................................................. 47
CAPÍTULO V CONCLUSIONES
5.1. CONCLUSIONES............................................................................................................... 49
5.2. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 50
5.3. ANEXOS .............................................................................................................................. 54
CAPÍTULOI
INTRODUCCIÓN
1
1.1. INTRODUCCIÓN.
La incubación artificial de huevos no es un nuevo concepto en la industria
alimentaria del sector avícola, es una técnica de uso común entre las personas
que practican actividad relacionada con el manejo de las aves en épocas pasadas.
No obstante, para acceder a los beneficios de la incubación artificial es necesario
contar con un equipo especializado, una incubadora, que mantenga bajo control
las condiciones necesarias para llevar a buen término el desarrollo embrionario de
las aves, este término utilizado de manera correcta revelará el éxito de la práctica.
Con ello el proyecto que se requiere presentar, mantiene las bases del
funcionamiento de cualquier incubadora para este activo, lo esencial de lo
propuesto es el uso de material fácil de adquirir en la zona como son el aserrín,
yute y fibra de coco; el cual es utilizado para que sea energéticamente sustentable
con respecto a las variadas temperaturas que se registran en la zona y proyectada
hacia los pequeños productores del estado de Campeche, por los bajos costos de
los componentes, como son el uso de focos de 100 wats, dimmer atenuador,
termostato, ventiladores, cables de uso rudo, termómetro ambiental, etc.; a
comparación de lo último en tecnología que nos proporcionan incubadoras
modernas, automatizadas, con sensores, monitoreo electrónico, entre otros, pero
con un elevado costo que es difícil de adquirir por un campesino.
Otro propósito del proyecto es ayudar a mantener y sustentar el desarrollo
alimenticio de estas personas ya que con las labores que realizan es muy difícil
tener la economía estable, para tan siquiera comprar un pollo, por los costos
actuales de este producto, el cual favorecerá la producción propia del alimento y
disminuirá el índice de desnutrición en los niños de esta zona.
2
1.2. OBJETIVOS
1.2.1. OBJETIVO GENERAL:
Desarrollo y caracterización de material compuesto matriz yeso para paredes de
incubadoras de huevos de aves de corral para usarse en zonas marginadas del
estado de Campeche y que ayude a la alimentación de los habitantes, la
reproducción de aves de corral, y la generación de empleo.
1.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1 Realizar un estudio bibliográfico sobre los métodos y procedimientos para el
diseño y fabricación de incubadoras para huevos de aves de corral.
2 Realizar un estudio sobre la influencia de la temperatura, humedad,
ventilación, y volteo sobre la calidad de la producción durante el proceso de
incubación.
3 Realizar un análisis de los materiales más adecuados para la fabricación de
la incubadora de huevos de ave de corral.
4 Desarrollar el manual de usuario y de mantenimiento de la incubadora.
1.2.3. OBJETO DE LA INVESTIGACIÓN
Incubadora de huevos de aves de corral energéticamente sustentable para las
zonas marginadas.
3
1.3. METAS
1. Desarrollar el PROTOTIPO de la incubadora para usarse en zonas
marginadas del estado de Campeche.
2. Mejorar la alimentación y el autoconsumo de carne y huevo de las zonas
marginadas.
3. Mejorar la calidad de vida de la población marginada.
1.4. METODOLOGÍA PARA EL DESARROLLO DE LA TESIS
1. Determinar los atributos para diseñar la incubadora de huevos de ave de
corral.
2. Desarrollar manuales de usuario.
1.4.1. SITUACIÓN POLÉMICA
La necesidad de producir alimentos tales como carne y huevo para los
habitantes de las zonas marginadas, para con ello satisfacer las necesidades de la
población y disminuir el índice de desnutrición.
1.4.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA CIENTÍFICO
Que características y propiedades debe tener la tecnología de la incubadora y los
materiales a emplear en la fabricación de la misma.
4
1.5. HIPÓTESIS
Es posible mediante el desarrollo y caracterización de un material compuesto
de características eco térmica, diseñar y construir una incubadora que garantice
calidad y productividad para ser utilizadas por la población de las zonas
marginadas, logrando desarrollar una adecuada producción de carne y huevo.
1.5.1. VALOR TEÓRICO
1. Se brindan los aspectos teóricos fundamentales relacionado con las
materiales y tecnologías utilizadas en la fabricación de incubadoras de aves
de cerrar, así como de los parámetros que influyen el proceso y calidad de
la incubación artificial de huevos de aves de corral.
2. Se brinda la ecuación de regresión que caracteriza el comportamiento de la
las propiedades térmicas y de resistencia de los materiales desarrollados
para la fabricación de la incubadora de huevos de aves de corral.
1.5.2. VALOR PRÁCTICO DE LA INVESTIGACIÓN.
Se le da solución a la problemática de la de la producción de alimentos en las
zonas marginadas del estado de Campeche, mediante el diseño y construcción de
una incubadora energéticamente sustentable, de fácil manejo, mantenimiento y
reparación.
5
1.6. MARCO TEÓRICO
La incubación artificial de huevos de aves es una práctica de uso
común entre las personas dedicadas al manejo y explotación de las
aves. Sin embargo, no todos cuentan con incubadoras artificiales, en
parte, por el alto costo que tienen, lo que redundaría en un incremento
en los costos de producción.
El presente trabajo tuvo como objetivo el de diseñar y probar la
factibilidad de construir una incubadora casera para huevo de gallina,
con materiales de bajo costo y accesibles para el pequeño productor.
Para ello se realizó primeramente una revisión de los aspectos más
relevantes que determinan la incubabilidad de los huevos, como son
los aspectos de calidad del huevo, temperatura de incubación,
ventilación, volteado de los huevos, higiene del equipo y factores
biológicos de las aves.
Tomando en cuenta la información recabada se procedió a diseñar
y construir una incubadora con material fácilmente accesible para
cualquier persona, como son: Yeso, fibra de coco, aserrín de madera
focos de 150watts, dimmer Atenuador, multímetro, ventiladores para
modulares con capacidad de 12 watts, eliminador de corriente de 12
watts, malla de harnero, charola de aluminio o lámina galvanizada,
cable de manejo rudo, pintura de aceite y termómetro ambiental, entre
otros; todo con un costo menor a los $ 1,000.00, que representa
menos de la mitad de lo que cuesta una incubadora de fábrica.
En la explotación avícola es de importancia la utilización de la
incubación artificial, pues no es posible depender de un par de gallinas
6
cluecas para obtener los productos en el momento y en cantidad que
uno desea. Con la incubadora, el avicultor se independiza, ya que
puede obtener los pollos cuando desee (Schopflocher, 1994).
El término “Incubación Artificial” se refiere al uso de equipo
mecánico para reemplazar a la gallina u otra ave clueca en el proceso
de incubación de los huevos. Aunque las incubadoras actuales son
maravillas del mundo actual por su magnífico control de las
condiciones necesarias para sostener un proceso biológico, la práctica
de la incubación artificial y la construcción de incubadoras son muy
antiguas (Austic y Malden, 1994).
La incubación artificial de los huevos de aves se ha practicado por
el hombre desde las primeras civilizaciones de China y Egipto, más de
1,000 años A.C. En tales métodos de incubación el éxito o fracaso
dependían casi por completo del juicio sobre la temperatura y
humedad que hacía la gente, constituyendo un arte más que una
ciencia (Haro, 1999). De acuerdo con Allcroft y Beer (1974), los
primeros métodos de incubación moderna se inician con el trabajo del
Físico Réaumur, publicado en París en 1749, en el que informó acerca
del éxito obtenido al incubar huevos en un cajón diseñado por él, en el
cual se controlaba la temperatura mecánicamente.
La Enciclopedia Encarta 2007 (Microsoft 1993-2006) menciona
también que los principios y la práctica de la incubación artificial eran
conocidos desde tiempos de los egipcios, pero añade que ellos
usaban hornos para empollar huevos en gran número y que esta
técnica fue transmitida a lo largo de generaciones y posteriormente fue
descubierta por viajeros que visitaron Oriente Medio en el siglo XVII.
7
Los intentos de introducir el método en Europa por aquella época, no
obstante, no tuvieron éxito.
Esta enciclopedia señala que Réaumur fue un distinguido miembro
de la Academia Francesa de las Ciencias y que en 1749 publicó un
trabajo sobre los hornos de incubación egipcios en su libro “El arte de
empollar y criar aves domésticas en cualquier momento del año, bien
por medio de lechos calientes o por fuego común”. Desarrolló
incubadoras que usaban el calor de lechos de estiércol en
fermentación y que tenían un sistema de tubos de ventilación y la
temperatura se medía con un termómetro de alcohol.
Hacia 1816 se hizo público otro sistema que empleaba tuberías de
agua caliente dispuestas en capas planas y unidas a una caldera. La
temperatura del agua se regulaba por medio de un termostato metálico
de expansión, uno de los primeros en ser inventados y obtener una
patente en 1778. A partir de allí surgieron múltiples variaciones en
Francia, Reino Unido y Estados Unidos, pero ninguna de ellas era
realmente práctica. La invención de un termostato por Richard
Hearson en 1881 marcó el inicio de la industria incubadora moderna
en muchos lugares.
Con el desarrollo de un sistema eléctrico en 1923, llegó la era de
los sistemas modernos de incubación. Hoy en día, la incubación es un
eslabón esencial en la cadena de producción de las empresas
avícolas productoras de pollos.
Las unidades mecanizadas son capaces de hacerse cargo de más
de 250,000 huevos de gallina a la semana. Se prevé que en el futuro
8
se pondrá mayor énfasis en la tecnología para mantener los niveles
sanitarios, la inmunización in ova, así como para satisfacer las
necesidades de unas limitaciones medioambientales cada vez más
rígidas (Microsoft, 2007).
A partir de entonces se han diseñado infinidad de modelos de
incubadoras, y aunque los elementos tecnológicos han evolucionado
año tras año, los principios en los que se sustenta de la incubación
siguen siendo los mismos.
Al adoptar el método artificial para la incubación, el factor principal y
de más importancia es la elección de la incubadora; hay infinidad de
marcas actualmente para escoger la que mejor convenga; por su
forma, su tamaño y la clase de combustible que emplean para su
funcionamiento (Escamilla, 1984).
Las ventajas que presenta la incubación artificial sobre la
incubación natural son muy grandes, dado que se pueden criar pollos
más uniformes en la época y en la cantidad que la persona lo desee;
la producción puede hacerse de manera continua, con poco esfuerzo y
con la posibilidad de reducir los costos de producción e incrementando
la oferta del producto; se puede eliminar la presencia de
enfermedades y plagas que afecten a los polluelos, y permite hacer
una selección más eficaz tanto en las aves como en el huevo. En el
caso de la producción avícola, puede decirse que mucho de su éxito
se debe al uso de incubadoras puesto que son un método industrial
excelente para la producción de pollo.
9
Quintana (1999) define la incubabilidad como la capacidad que
posee un huevo fértil para desarrollar el embrión en tanto que
Schopflocher (1994) considera que incubabilidad es la facultad que
posee un huevo para desarrollar el embrión hasta término.
Quintana (1999) indica que la incubabilidad es una cualidad
genética que puede mejorarse si se adoptan los métodos de selección
y reproducción apropiados, aunque, por otra parte menciona que son
muchos los factores que influyen para que un huevo posea una buena
incubabilidad, entre los que destaca el manejo y almacenamiento
defectuosos, la infertilidad, la contaminación de los huevos, defectos
en el cascarón y diferencias en el tamaño, malas condiciones de
incubación, problemas genéticos, enfermedades de los reproductores,
así como una fecundación deficiente.
Quintana (1999) menciona que aun dentro de los huevos fértiles el
porcentaje de fertilidad varía en función de ciertos factores, por lo que
es necesario hacer una selección del huevo antes de meterlos a
incubar un tiempo de almacenamiento, libres de contaminantes, sin
defectos en el cascarón y que no presente manchas de sangre o
carne, de un tamaño uniforme superior a los 50 g, que provengan de
progenitores sin problemas genéticos ni enfermedades; al
ovoscopiado deberá asegurarse que no posean doble yema y que la
cámara de aire esté en buena posición El huevo de gallina fecundado
sometido a la incubación requiere 21 días para eclosionar como
Término medio, la fecha puede adelantarse o retardarse en 12 a 24
horas y aún más (Schopflocher, (994).
10
La temperatura es quizá el factor más crítico en la incubación y
nacimientos de aves de corral (Austic y Malden, 1994). Para
Ensminger (1979) el sobrecalentamiento es más peligroso que la
temperatura baja, pues acelera el desarrollo, provoca anormalidades
embrionarias y disminuye la proporción de nacimientos.
Los huevos deberán calentarse lentamente en la incubadora. El
choque de calentar los huevos demasiado rápido causa que se
condense la humedad sobre la cáscara (Smith, 2000).
El desarrollo del embrión es un proceso secuencial, cuando la
temperatura sube de lo indicado, los diferentes tejidos del embrión,
como huesos, piel u otros órganos no crecen al mismo ritmo.
La temperatura puede llegar a 39.4 C en la superficie del huevo.
Para Austic y Malden, (1994) los pollitos nacerán si los huevos se
mantienen a una temperatura de 35-40.5 C. Más allá de estos puntos,
en esencia no cabe esperar nacimientos.
La temperatura óptima de incubación no es la misma para todos los
huevos. North y Bell, (1994) menciona que hay algunas causas que lo
determinan:
El tamaño del huevo.
La calidad del cascarón.
Genéticas (inclusive raza y línea del pollo).
La edad del huevo cuando es colocado para incubarse.
La humedad del aire durante la incubación.
11
El termómetro se debe de colocar una pulgada arriba del piso y no debe de
tocar los huevos o los lados de la incubadora (Smith, 2000).
La humedad del aire afecta el peso del huevo. Se requiere una pérdida de
peso del huevo de entre 13% y 14% para obtener un tamaño adecuado de celda
de aire. Si la celda de aire no es lo suficientemente grande, un exceso de líquido
permanece en el huevo y el pollito se ahogará cuando trate de alcanzar la celda
de aíre, a esta altura sus pulmones se han expandido y necesitan aíre en vez de
líquido. El exceso de humedad en el ambiente impide que el huevo pierda peso
por medio de la evaporación, mientras una humedad demasiado baja provoca una
pérdida excesiva de vapor de agua. El tamaño inadecuado de las celdas de aíre;
reducen la tasa de nacimientos y la calidad de los pollitos, (Taylor, 1997).
Quintana (1999) menciona que la humedad relativa ideal es del 55%. Un
método óptimo para determinar la humedad apropiada es el ovoscopiado y
observar el tamaño de la celda de aire.
Como la incubación progresa, el tamaño de la celda aumenta a causa de la
perdida de humedad. La charola que proporciona la humedad deberá cubrir por lo
menos la mitad del piso durante los 18 días, al tiempo de que comiencen a nacer
se debe de aumentar la humedad agregando otra charola o una esponja mojada.
La humedad es levantada por aumentar el área de la superficie de agua.
La ventilación tiene tres funciones importantes:
1 Permitir la respiración del embrión, al mantener un mínimo de 21 a 22% de
oxígeno en la incubadora.
2 Limitar el CO de la atmósfera en un nivel inferior del 0.5% y nunca rebasar
el 1%, pues se provocaría lento desarrollo embrionario y, como
consecuencia, retardo en el nacimiento, hemorragias en el blastodermo y
amnios, mal posiciones del embrión y menor índice de nacimientos.
3 Repartir uniformemente la temperatura y humedad, por lo cual se debe
conservar limpias las aspas de los ventiladores y las entradas y salidas de
aire (Quintana, 1999).
12
Dado que al parecer, las concentraciones normales de oxígeno y CO
representan el entorno gaseoso óptimo para incubación de huevos, no se
requieren medidas especiales de control de estos gases en las incubadoras,
aparte de una circulación adecuada de aíre fresco a temperatura y humedad
apropiadas (Austic y Malden, 1994).
Una ventilación inadecuada puede ocasionar el desarrollo anormal del pollito,
con problemas como: plumas sin cañón, yemas largas, puede no estar totalmente
cerrado el pollito por la pared abdominal, muerte en la cáscara, pollitos atascados
o incubación prolongada, ombligos olorosos, pastoso, cuerpo blanco, pollitos
letárgicos, ojos perdidos, otras anormalidades oculares, cerebro expuesto, muerte
embrionaria de 3 a 6 días de incubación, embrión en el lado izquierdo, pollitos sin
diente, muerte del embrión de 7 a 18 días de incubación (Smith, 2000).
En la incubación artificial los huevos son colocados con el extremo ancho hacia
arriba y rotados de uno a otro lado a lo largo de su eje para producir el proceso de
volteo.
Los huevos no deben voltearse en círculo porque esto provoca la ruptura del
saco alantoideo y después la muerte embrionaria. Para mejorar la incubación de
los huevos deben voltearse de la posición vertical a 45, luego al revés en la
dirección opuesta en posición similar (North y Bell 1994).
El cambio de posición de los huevos durante la incubación ejerce una gran
influencia en el desarrollo, pues evita la adherencia de los embriones a las
membranas del huevo. Esta operación es esencial durante las dos primeras
semanas de incubación y pierde importancia hasta ser innecesaria los dos últimos
días del nacimiento (Quintana, 1999).
El volteo inadecuado puede originar: Embriones finalizados muertos en la
cáscara, pollitos atascados en cáscara, deshidratados, pollitos con fragmentos
pegados bajo las plumas, pollitos en mala posición, patas alrededor de la cabeza,
malformaciones, muerte del embrión de 3 a 18 días (Smith, 2000).
13
La limpieza estricta en el interior de las incubadoras, reduce la introducción de
organismos patógenos y minimizar la diseminación de los mismos, esta limpieza
se logra mediante la remoción de todos los residuos existentes y el lavado con una
solución detergente reduce el riesgo de infección de los embriones y de los pollitos
recién nacidos. Una vez que se lavó se pone a secar y la incubadora está lista
para ser usada de nuevo (Smith, 2000).
La fabricación no representa ningún impedimento ya que los materiales
empleados en la construcción de la incubadora se consiguen con facilidad en
comercios de casi cualquier municipio de la República Mexicana.
López D, J. [200] perfecciona la incubadora para huevos de ave, caracterizada
por estar constituida a partir de un cuerpo que presenta una zona superior a
manera de un tronco de pirámide, y una zona inferior igualmente configurada
como un tronco de pirámide pero invertida, estando fabricadas las zonas y de
poliuretano expandido, disponiendo de una fuente de calor en la zona inferior (3)
compuesta por resistencias electrónicas reguladas por termostato , incorporando
medios de aireación forzada configurados por un ventilado.
CAPÍTULOII
14
2.1. MATERIALES Y MÉTODOS.
2.1.1. MATERIALES A ENSAYAR.
A partir de los resultados del estudio bibliográfico sobre los materiales empleados
en la fabricación de incubadoras para aves de corral y materiales compuestos y
sus características fundamentales el presente capítulo centra su atención en el
desarrollo de los materiales y los métodos experimentales para la obtención de un
nuevo material compuesto matriz yeso. Se realiza la caracterización físico -
mecánica de las formulaciones propuestas sobre la base de que estas deberán
satisfacer determinados requisitos resistencia mecánica y propiedades térmicas.
Se evalúa el comportamiento de dichos compuestos al añadir en diferentes
porcentajes fibras naturales tales como el yute, fibra de coco, y el aserrín de
madera. La determinación. Con estos últimos resultados se procederá
posteriormente a valorar si es económicamente factible la incorporación de este
material compuesto matriz polimérica en la fabricación de incubadoras de ave de
corral.
En este capítulo se estudia cómo influyen las diferentes concentraciones de los
diferentes rellenos en las propiedades físico-mecánicas de los materiales
desarrollados.
Para la realización de las pruebas, se estableció un diseño de experimento de
mezcla, el cual se tomaron como factores de la matriz experimental los siguientes
componentes:
Como matriz se usa Yeso de construcción del Tipo Tigre Básico con agua a una
proporción 80/20.
Fibra natural de coco.
Yute en forma de tejido.
Aserrín de madera.
15
Para validar los resultados de los ensayos experimentales y estudiar la influencia
de las variables y comportamiento de las propiedades físico- mecánicas, los
resultados experimentales se procesan utilizando el paquete profesional
StatGraphics Centurión XV.II.
Para la mejor planificación de los experimentos e interpretación de los resultados
se escogieron dentro del diseño experimental para mezclas los modelos lineales,
cuadráticos y Cúbicos especiales. Se Tomó un SIPLEX CENTROIDE cúbico
especial en el cual el número de corridas a planificar fueron de 10, teniendo para
cada corrida tres réplicas lo cual garantiza una mayor precisión en los resultados.
La matriz experimental bajo la cual se realizan los experimentos se muestra en la
tabla 2.1.1
Tabla 2.1.1 Matriz de compuesto polimérico base yeso con refuerzo (Yute, Aserrín, y Fibra de
coco).
N°Yute Aserrín Coco
% V(cm3) m(g) % V(cm3) m(g) % V(cm3) m(g)
1 16.66 5.83 8.32 66.66 23.33 19.85 16.66 5.83 6.86
2 50 17.50 24.96 50 17.50 14.89 0 0.00 0.00
3 0 0.00 0.00 50 17.50 14.89 50 17.50 20.60
4 100 35.00 49.91 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00
5 16.66 5.83 8.32 16.66 5.83 4.96 66.66 23.33 27.46
6 33.33 11.67 16.64 33.33 11.67 9.93 33.33 11.67 13.73
7 0 0.00 0.00 100 35.00 29.79 0 0.00 0.00
8 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00 100 35.00 41.20
9 66.66 23.33 33.27 16.66 5.83 4.96 16.66 5.83 6.86
10 50 17.50 24.96 0 0.00 0.00 50 17.50 20.60
16
Nota: Estos valores codificados son los porcentajes que representan los distintos
rellenos en el material compuesto, 0- 0%, 1-100 %, el resto responden a valores
intermedios.
En la figura 2.1.1 Se muestran las características de las diferentes fibras usadas
como rellenos en la mezcla (Imágenes del autor).
a)
c)
Figura 2.1 - Fibras empleadas en la mezcla: a - Coco seco; b - Fibra Coco,
c- Aserrín de madera, y d - Fibra de Yute.
b)
e)
17
2.2. ELABORACIÓN DE LAS PROBETAS
Durante la realización de los ensayos experimentales se deben seguir
normas comunes a todos los investigadores a fin de que éstos puedan comparar
sus resultados. Por tanto, es lógica la aparición de organismos internacionales que
velen por la adecuación de los experimentos a los objetivos de investigación y
verificación de metodologías de ensayo. Todo lo relativo a la determinación de
propiedades de materiales provoca un seguimiento exhaustivo por parte de estos
organismos internacionales ya que se debe verificar la CALIDAD de los productos
y la SEGURIDAD de su explotación.
Los ensayos experimentales fueron realizados con arreglo a las normas
ASTM para cada propiedad, en cada caso se indican las formas y dimensiones de
las muestras, así como el proceder experimental.
Para la obtención de las probetas de los diferentes ensayos se obtuvo
primeramente una plancha de espesor 5 mm, elaborada por el método de moldeo
por compresión en un molde de sección rectangular que permite obtener un semi-
producto de (400 X 350 X 5) mm. Para su fabricación se siguieron los siguientes
pasos:
1. Limpieza del molde con acetona.
2. Untar las superficies de trabajo del molde con desmoldante para
garantizar la extracción de la plancha de material compuesto.
3. Preparación de la mezcla para una relación 80/20 de yeso-agua.
Añadir según corrida experimental los correspondiente porciento de Aserrín.
Añadir según corrida experimental los correspondiente porciento de Fibra
coco.
Añadir según corrida experimental los correspondiente porciento de Fibra de
Yute.
4. Desmoldar.
18
2.3. DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS.CONCEPTOS FUNDAMENTALES.
Resistencia: Es la capacidad que tiene el material de soportar una carga externa
sin romperse se denomina carga de rotura y puede producirse por tracción, por
compresión, por torsión o por cizallamiento, habrá una resistencia a la rotura
(kg/mm2) para cada uno de estos esfuerzos.
σ = F/A (2.1)
Dónde:
F - Es la fuerza aplicada en el momento de la ruptura.
A - área transversal.
σ - tensión de rotura.
2.3.1. ENSAYO A COMPRESIÓN.
Se le llama resistencia a la tracción la resistencia que ofrece un material al ser
extendido.
Este ensayo se rige por la Norma ASTM D-638 y las probetas serán del
Tipo II, porque según el espesor de las planchas que están entre 4.6 y 5.4 mm se
toman las dimensiones recomendadas por la norma para valores de espesores
<7mm de La máquina se ensayó a tracción se muestra en la En la Fig. 2.2.
Figura 2.3.1. Máquina de ensayo a Compresión.
19
2.3.2. PREPARACIÓN DE LAS PROBETAS
Para la fabricación de las probetas se cortan tubos de PVC 110 mm
diámetro interior y 110 mm de alto, la forma a la probeta se y sus dimensiones se
muestra en la Fig. 2.3.
Estas probetas permanecen bajo condiciones establecidas por dicha norma
de temperatura ambiente durante 7 días.
Figura. 2.3.2. Probeta para ensayo de tracción.
2.3.2.1. Descripción del ensayo.
Se coloca la probeta entre los platos de la máquina de ensayo a la
tracción-compresión, teniendo en cuidado que la probeta quede
alineada según su eje longitudinal con respecto a la línea imaginaria que
pasa por el centro de los platos, evitando todo esfuerzo de torsión.
Se acercan los platos uniformemente hasta topar la probeta, sin
comprimir la misma.
20
Se coloca la máquina ensayo con todos sus parámetros a punto para
graficar y para medir.
Se van tomando mediciones intermedias de fuerza y alargamiento en
condiciones específicas para la posterior determinación de otras
propiedades.
Rompe la probeta y se lee el valor de la fuerza.
2.3.3. ENSAYO DE IMPACTO IZOD.
Se le denomina resistencia al impacto, cuando la muestra o material
soporta un golpe agudo de repente, como un martillo. El método IZOD consiste en
la determinación de la energía absorbida por una probeta colocada en forma
vertical, según su eje mayor, al recibir un impacto mediante un martillo de péndulo.
2.3.3.1. Preparación de las probetas
Para la elaboración de las probetas se tuvieron en cuenta las dimensiones
según la Norma ASTM D-256 atendiendo a su espesor. Para las planchas
obtenidas S = 4 - 5 mm se toman las dimensiones para el rango <7mm; las
dimensiones (en mm) de las probetas serán las que se especifican en la Fig.2.4.
63.5
32.2 S
12.7
10.16±0.05
Figura. 2.3.3.1. Probeta para ensayo de impacto IZOD.
Para la fabricación de las probetas se cortan tiras de la planchas con sobre
medidas en una sierra de disco, para la posterior elaboración y acabado son
21
llevadas a una fresadora para darle las dimensiones deseadas de forma
automatizada. Luego de tener las dimensiones requeridas, la entalla se elabora en
una máquina entalladora donde se estandariza con una barra cuadrada de acero
de 12.7mm y luego se pone la probeta se le da 3 vueltas y queda realizada la
entalla.
Las probetas deben permanecer 24 horas bajo condiciones atmosféricas
adecuadas, según la Norma bajo una temperatura (23± 2) ºC y una humedad de
(50 ±5) % antes de ser llevada a la máquina de ensayo.
La máquina de ensayo a impacto se muestra en la Fig. 2.3.3.2.
Figura 2.3.3.2. Máquina de ensayo a Impacto.
La norma según que se prepara el experimento comprende
ASTM 256-72a "Resistencia al impacto de plásticos y los materiales
aislantes eléctricos"
Los métodos de ensayos o normas que son esencialmente equivalentes, o
similares a las normas ASTM citada son las siguientes:
1. UNI 6223-68 "Determinación del resistencia ISO de los materiales plásticos
rígidos”
22
2. ARNOR NF 51-035 "Determinación de la resistencia al impacto - método
"Charpy" DIN 53453 "Schalagbiegeversuch" BS 2782 - el Método 306 Á.
Impacto Fuerza (el Método del Péndulo)
2.3.4. ENSAYO DE FLEXIÓN.
Para este tipo de ensayo la Norma ASTM D-790 prevé el empleo de una
probeta de forma de barra rectangular según el espesor de la plancha. Las
planchas a analizar están en el orden de S = 4.6 a 5,4 mm de espesor (Ver
Fig.2.3.4. (1))
Fig. 2.3.4. (1) Probeta según ASTM D-790 para ensayos de resistencia a la flexión.
Al igual que las probetas de impacto en obtención de las probetas se cortan
tiras de las planchas con sobre medidas en una sierra de disco, para la posterior
elaboración y acabado son llevadas a una fresadora para darle las dimensiones
normadas de forma automatizada. Las características de la máquina de ensayo a
flexión se muestran en la Figura 2.3.4. (2)
23
Figura 2.3.4. (2) Máquina de ensayo a flexión.
Las probetas deben permanecer 24 horas bajo condiciones atmosféricas
establecidas, según la Norma bajo una temperatura (23± 2) ºC y una humedad de
(50 ±5) % antes de ser llevadas a la máquina de ensayo.
2.3.5. ENSAYO DE DUREZA SHORE.
En la realización de este ensayo se utilizó la Norma ASTM D-2270 que
establece el método de ensayo para la determinación de la dureza por penetración
de los plásticos utilizando un durómetro Shore:
• Tipo A para plásticos blandos.
• Tipo D para plásticos duros.
Se utiliza el durómetro Shore tipo A cuando se obtienen valores menores que
20 unidades con un durómetro Shore tipo D y se utiliza el tipo Shore tipo D cuando
se obtienen valores mayores que 90 con un durómetro tipo Shore tipo A.
Penetración: Deformación que sufre un material al ser sometido su superficie a la
acción de un penetrador normalizado, bajo condiciones especificadas.
24
Dureza por penetración: Resistencia que oponen los materiales a la penetración.
Dureza Shore: Dureza por penetración que se obtiene por medio de un durómetro
Shore A analógico marca Microtest modelo M153 (fig.2.8 -a) ó Durómetro Shore-D
Mod.5023-2 (Fig.2.8 -b) para Caucho, Plásticos y Adhesivos, tal y como se
observa el Figura 2.3.5.
a) b)Figura 2.3.5. Durómetros Shore A (a) y Shore D (b).
Dureza por penetración: Resistencia que oponen los materiales a la penetración.
Dureza Shore: Dureza por penetración que se obtiene por medio de un durómetro
Shore tipo A o D.
Para este ensayo las probetas deben tener un espesor 3 mm y
permanecer 24h antes de la realización del mismo a una temperatura de (23±2)°C
y humedad de (50±5)%.
2.3.5.1. Descripción de la prueba.
La muestra del material que se desea ensayar se coloca sobre la mesa dura,
horizontal y plana. Se mantiene el durómetro en posición vertical con el penetrador
entre 10 15 mm de cualquier borde de la probeta. Se acciona la palanca y se
levanta la mesa que al chocar con el penetrador comienza a moverse la escala se
25
le la escala después de transcurridos 3 s después de leer el valor la operación
termina por lo que la mesa queda lista para la próxima medición.
2.3.6. MÓDULO DE ELASTICIDAD.
Elasticidad: Capacidad de un material elástico para recobrar su forma al cesar
la carga que lo ha deformado. Se llama límite elástico a la carga máxima que
puede soportar un material sin sufrir una deformación permanente. Su
determinación tiene gran importancia en el diseño de toda clase de elementos
mecánicos, ya que se debe tener en cuenta que las piezas deben trabajar siempre
por debajo del límite elástico. Se expresa en Kg/mm2 o MPa.
El Modulo de Elasticidad al igual que el Coeficiente de Poisson están
totalmente relacionados con el ensayo de tracción debido a que el Coeficiente de
Poisson no es más que la relación entre las deformaciones transversales y las
relaciones longitudinales que experimenta la probeta cuando la misma está siendo
traccionada y se expresa de las siguiente manera:
'
Dondei
fi
i aaa
aa
' y
lll
ll fi
i
ai – ancho inicial de la probeta antes de ser traccionada.
af – ancho después del ensayo.
li – longitud inicial de la probeta antes del ensayo.
lf – longitud final de la probeta.
26
El módulo de elasticidad se puede obtener del gráfico que se recoge de
cada ensayo por probeta donde se relaciona la tensión de debido a la tracción y
las deformaciones, por la siguiente ecuación:
*E
Donde se deduce que el módulo de elasticidad (E) es igual a la pendiente
de la curva trazada en el ensayo. Para su obtención se mide el ángulo entre la
curva y las coordenadas de las deformaciones y se busca la tangente del mismo,
de manera que el resultado se expresará como Modulo de Elasticidad (MPa).
2.3.7. ENSAYO DE PESO ESPECÍFICO.
Peso específico: El peso específico puede ser absoluto o relativo; el primero
es el peso de la unidad de volumen de un cuerpo homogéneo. El peso específico
relativo es la relación entre el peso de un cuerpo y el peso de igual volumen de
una sustancia tomada como referencia; para los sólidos y líquidos se toma como
referencia el agua destilada a 4°C.
Este método de ensayo se lleva a cabo mediante la norma NRSM 011. Esta
norma establece el método de ensayo para la determinación del peso específico
de materiales plásticos que sean mojados por el agua y que no se afecten por ella.
Generalidades:
El ensayo se realizará por triplicado y se calculará el promedio de los
resultados.
Las condiciones ambientales serán de 296ºK ± 2ºK (23±2)ºC y una
humedad de (50±5)%.
Las probetas se mantendrán durante 16 horas en el local bajo las
condiciones establecidas.
Las probetas tendrán las superficies y los bordes lisos y pulidos.
27
Se empleará agua destilada (”Agua para análisis “)
Fundamento del método:
La diferencia de la masa del plástico en el aire y en el agua permite calcular el
peso específico del mismo.
Aparatos y utensilios:
Balanza analítica (Sartorius) con precisión de 0.0001g y 200g de peso
máximo admisible.
Cesta de plástico o vidrio. Semiesférica, de tamaño adecuado con
superficies pulidas y pequeños agujeros en sus paredes. Se sujeta al agua
por medio de alambres resistentes a la corrosión, preferentemente plásticos
y que tienen colgada una pesa en su parte superior
Soporte de vasija.
Vasija de inmersión. Vaso de precipitado, u otro recipiente de boca ancha
capaz de contener la cesta con la probeta
2.3.7.1. Procedimiento.
Preparación de las probetas: Las probetas de ensayo serán un pedazo del
material o una pieza moldeada de cualquier forma y tamaño que cumplan con las
siguientes condiciones:
El volumen de la probeta no será menos de 1cm3.
Las superficies y bordes serán lisos.
La masa de la probeta será 1 - 5g.
El espesor será menos de 1mm por cada gramo de masa.
La probeta estará libre de grasa, aceite u otra materia extraña.
28
Determinación:
1. Se calibra la balanza y se determina la masa de la probeta (A).
2. Se determina la masa de la cesta.
3. Se coloca la base de la vasija y la vasija de inmersión conteniendo el agua
destilada y cuidando que la base de la vasija no toque el platillo de la
balanza.
4. Se coloca la cesta de manera que esté totalmente sumergida en el agua
pero sin tocar la vasija y se determina la masa de la balanza sumergida
(B).
5. La probeta se moja en H2O destilada y se frota con los dedos y se coloca
en la cesta sin tocar las paredes de la vasija.
6. Se determina la masa de la cesta conteniendo la probeta sumergida(C).
Expresión para los cálculos:
El peso específico de la probeta se determina del siguiente modo:
)(AespecíficoPeso
BCA
Donde A: masa de la probeta seca (g)
B: masa de la cesta sumergida (g)
C: masa de la cesta conteniendo la probeta (g)
2.3.8. DETERMINACIÓN DE ABSORCIÓN DE HUMEDAD.
La norma ASTM D 570 Establece un método de ensayo para determinar la
masa de agua absorbida por los materiales .Este ensayo se le aplica a todos los
plásticos moldeados por inyección, compresión, o extrusión.
29
Fundamento del ensayo: Se miden las masas secas y húmedas de las probetas
después de permanecer bajo condiciones específicas de tiempo y temperatura y
se determina la diferencia de masa.
Aparatos, utensilios y medios de medición:
Balanza analítica Sartorius con precisión de 0.0001g y un peso máximo
admisible de 220g.
Estufa (Marca UNITERM serie 1500), temperatura máxima de trabajo: 300
C.
Desecadora con agente desecante zeolita técnica.
Pie de rey con precisión de 0.1mm.
Recipiente con agua (agua para análisis).
Papel de filtro o paño seco.
2.3.8.1. Procedimiento:
Las características de las probetas dependen del tipo de material y se
confeccionan de acuerdo a las condiciones de preparación y dimensiones
especificadas por el suministrador. Cuando estas no se especifiquen se
elaborarán de acuerdo a las siguientes dimensiones:
Materiales moldeables termoestables.
Longitud (120±2.0) mm
Anchura (15±0.5) mm
Grosor (10±0.2) mm.
Materiales moldeables termoplásticos
Longitud (80±2.0) mm.
Anchura (10±0.5) mm.
Grosor (4±0.2) mm.
30
Determinación:
Se secan las probetas en la estufa (105±5)ºC durante 5h. Para materiales
que se afecten con esta temperatura se secan en la estufa (50±3) ºC durante 24h.
Posteriormente se dejarán enfriar en la desecadora durante 30 min. En caso que
las probetas se analicen en las condiciones de suministro serán exceptuadas de
este procedimiento previo.
Después del secado se pesan las probetas y se miden para determinar su
superficie; posteriormente se colocan en un recipiente con agua p.a a (100±5)ºC
por 24h evitando el contacto con las paredes y entre sí. Para materiales plásticos
que se afectan a estas temperaturas se someterán a (23±5)ºC por 24h.
Posteriormente las probetas se introducen en un recipiente con agua p.a a
temperatura ambiente y pasados 10 min. se extraen y se secan con papel de filtro
o con un paño seco y limpio, efectuándole su posterior pesada se efectuará en un
tiempo no mayor de 2 min del secado.
Expresión de los resultados:
Método para el cálculo: El % de absorción de humedad de las probetas se
obtiene mediante la fórmula:
100*%1
112
MMM
Dónde:
M1: peso de la probeta seca (g)
M2: peso de la probeta húmeda (g)
31
2.4. PROCEDIMIENTO MATEMÁTICO ESTADÍSTICO PARA EL ANÁLISISDE LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES DE ENSAYOS DELABORATORIO.
Durante los ensayos se obtienen una gran cantidad de datos experimentales a
los cuales se les determina una serie de parámetros estadístico-matemáticos
mediante los cuales se determina la repetitividad y reproducibilidad de los
resultados de los ensayos experimentales a nivel de laboratorio o a escala de
producción.
Durante los ensayos se obtienen una gran cantidad de datos experimentales a
los cuales se les determina una serie de parámetros estadistico-matemáticos tales
como:
A) Media Aritmética de los Resultados o yHa de señalarse que estos parámetros representan la media de una propiedadevaluada durante los experimentos.
n
i
i
nyy
1(2.1)
B) Desviación Media Cuadrática o Desviación Estándar de la Media S o
11
2
n
yyS
n
i (2.2)
2dRS Para número de ensayos (corridas) entre 1 y 10 (2.3)
Dónde: n – Número de experimentos (corridas experimentales)
n
iyy
1
2 - Suma del cuadrado de las desviaciones
R – Diferencia entre el valor más alto y el más bajo de las medias en las corridas
experimentales (n)
32
d2 – Factor de desviación (Tabla 1)
C) Desigualdad Cuadrática o Variabilidad del Procedimiento de Ensayo VA este parámetro también se le conoce como Coeficiente de Variación; se da en
%.
100ySV (2.4)
Es común señalar que para un número de ensayos (corridas
experimentales) igual o superior a 30 y , S o V se pueden por método de las
sumas o las multiplicaciones.
Tabla 1.
2 1.128 0.88653 1.693 0.59074 2.059 0.48575 2.326 0.42996 2.534 0.39467 2.704 0.36988 2.847 0.35129 2.970 0.3367
10 3.078 0.3249
Tamaño de laMuestra (n)
Factor deDesviación
(d2)(1/d2)
Factor de desviación para la desviación estándar estimadaen el rango del tamaño básico de la muestra.
El tamaño de la muestra n se puede determinar cómo:
2
96.1
eVn Para un nivel del 95% de confianza (2.5)
Dónde: e – Error permisible de la muestra o muestreo
33
II. Determinación del error permisible de la muestra e absoluto
La precisión de los ensayos se evalúa a través del error, para lo cual se
consideran o analizan dos tipos fundamentales de error, el absoluto y el relativo,
para cada uno de los estadígrafos anteriores.
A) Error Absoluto de la Media Aritmética ye
1
nStey (2.6)
Dónde: t – Desviación normada, determinada durante una distribución normal en
dependencia del número de ensayos o tamaño de la muestra
Para un nivel de confianza del 95% y n = 20, t = 2.1; para n 30, t = 2
B) Error Absoluto de la Desviación Estándar Se
nSeS
22 (2.7)
C) Error Absoluto del Coeficiente de Variación Ve
nSeV
22 (2.8)
III. Determinación del error relativo re
A) Para l+a Media Aritmética yre
100ye
e yyr (2.9)
1001
nVte yr (2.10)
B) Para la Desviación Estándar rSe
100See S
rS (2.11)
34
10022
n
erS (2.12)
C) Para el Coeficiente de Variación rVe
100Vee V
rV (2.13)
10022
n
erS (2.14)
IV. Grado de precisión del ensayoDurante la realización de trabajos científicos de investigación el error relativo no
debe sobrepasar de un 3 a 5%.
A partir del valor de error relativo determinado (definido), se determina el tamaño
de la muestra (número de réplicas) (n), necesario para garantizar la requerida
precisión en los ensayos.
A) Para la Media Aritmética y2
2
22
244
yryryr eV
eV
eVn (2.15)
B) Para la Desviación Estándar S
2
21002
rSen (2.16)
C) Para el Coeficiente de Variación V
2
21002
rVen (2.17)
Por otro lado, se tiene que desde el punto de vista práctico la precisión de los
ensayos está caracterizada (definida) por la magnitud del error relativo. De este
modo, para una probabilidad del 95% se tiene:
35
Magnitud del error relativo re Grado de precisión del ensayo
er 2 Alto
2 < er 5 Medio
5 < er 10 Bajo
er > 10 Muy bajo
La Tabla 2 se obtiene considerando la ecuación (5) o (15) y un 95% de nivel
de confianza, lo que indica un 5% de probabilidad de que la diferencia entre la
muestra estimada (media aritmética y ) y el valor obtenido del promedio de todos
los valores, para un número elevado de pruebas (réplicas), exceda el error relativo
permisible de la muestra.
Por ejemplo: Si el coeficiente de variación (V) de múltiples pruebas (réplicas) es el
7%, el tamaño mínimo de muestras pudiera ser 8; todo esto con el objetivo de
garantizar un 5% de error permisible. Es importante señalar que si el número de
pruebas (réplicas) 8 no genera un coeficiente de varianza menor o igual al 7%, la
prueba no se considera válida, por lo que se debe tomar una acción correctiva con
los resultados.
1 2 3 4 5 6 7 8 101 4 12 16 4 2 13 35 9 4 3 2 14 62 16 7 4 3 2 25 96 24 11 6 4 3 2 2 16 35 16 9 6 4 3 2 27 47 21 12 8 6 4 3 28 62 28 16 10 7 5 4 39 78 35 20 13 9 7 5 4
Coeficientede
Variación V
Error Relativo permisible de la muestra erp (%)
Tabla 2. Tamaño mínimo aceptable de la muestra (n) para un 95% deconfianza.
CAPÍTULOIII
MANUAL DECONSTRUCCIÓN
37
36
3.1. MANUAL PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UNAINCUBADORA DE HUEVOS DE AVES y FUNCIONAMIENTO.
3.1.1. MANUAL PARA LA CONSTRUCCIÓN.
Actualmente en el uso de incubadoras de huevos han surgido muchos cambios e
innovación, tales como la introducción del monitoreo por computadora y el control
de las máquinas, así como la automatización de muchas operaciones diarias de la
incubadora, a causa de ello ha excedido el precio de estas y ha provocado que
sea muy difícil la obtención por parte de las personas en las zonas rurales.
Este manual establece el procedimiento para hacer una incubadora para huevo
de gallina.
1. Como primera fase se debe saber qué es lo que se quiere hacer, en este
caso la incubadora, pero es necesario tener un diseño de cómo lo queremos
y los materiales necesarios para su realización así como la cantidad de
huevo que desea incubar .
Figura 3.1. Diseño de la incubadora.
36
3.1. MANUAL PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UNAINCUBADORA DE HUEVOS DE AVES y FUNCIONAMIENTO.
3.1.1. MANUAL PARA LA CONSTRUCCIÓN.
Actualmente en el uso de incubadoras de huevos han surgido muchos cambios e
innovación, tales como la introducción del monitoreo por computadora y el control
de las máquinas, así como la automatización de muchas operaciones diarias de la
incubadora, a causa de ello ha excedido el precio de estas y ha provocado que
sea muy difícil la obtención por parte de las personas en las zonas rurales.
Este manual establece el procedimiento para hacer una incubadora para huevo
de gallina.
1. Como primera fase se debe saber qué es lo que se quiere hacer, en este
caso la incubadora, pero es necesario tener un diseño de cómo lo queremos
y los materiales necesarios para su realización así como la cantidad de
huevo que desea incubar .
Figura 3.1. Diseño de la incubadora.
36
3.1. MANUAL PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UNAINCUBADORA DE HUEVOS DE AVES y FUNCIONAMIENTO.
3.1.1. MANUAL PARA LA CONSTRUCCIÓN.
Actualmente en el uso de incubadoras de huevos han surgido muchos cambios e
innovación, tales como la introducción del monitoreo por computadora y el control
de las máquinas, así como la automatización de muchas operaciones diarias de la
incubadora, a causa de ello ha excedido el precio de estas y ha provocado que
sea muy difícil la obtención por parte de las personas en las zonas rurales.
Este manual establece el procedimiento para hacer una incubadora para huevo
de gallina.
1. Como primera fase se debe saber qué es lo que se quiere hacer, en este
caso la incubadora, pero es necesario tener un diseño de cómo lo queremos
y los materiales necesarios para su realización así como la cantidad de
huevo que desea incubar .
Figura 3.1. Diseño de la incubadora.
37
2. Segundo después de tener el diseño y el listado de materiales se procede a
cortar la madera triplay con las siguientes medidas: 69 X 68 X 45 cm
teniendo las mediadas especificadas, se procede al armado de la base con
triplay de la incubadora.
3. Con unos moldes, se prepara la mezcla de yeso, aserrín, yute y fibra de
coco, para establecer las paredes laterales, inferiores, superiores y
posteriores.
4. Ya después de secar las losas, se procede a ensamblarse a la base de
madera, para la posterior instalación de los elementos de la incubadora por
el interior.
5. Se adapta el motor de 120 V, SM12 para controlar el movimiento de la base
de los huevos cada 8 horas en movimientos de 45°.
6. Se adapta la base para contener los huevos en la incubadora con ayuda de
una varilla.
7. Se adaptan los ventiladores en los laterales de la incubadora, en este caso
se tendría que abrir un orificio de acuerdo a las medidas de los ventiladores.
8. Se coloca el termostato a un costado del ventilador.
9. Se procede a colocar los soques para enroscar los focos.
10.Se conecta el dimmer.
11.Se procede a hacer los arreglos en las instalaciones eléctricas.
12.Se atornillan unas bisagras para la adaptar la puerta.
13.Para hacer el cierre y que no tenga perdida de calor en la puerta se coloca
una cinta de silicón especial similar como la que encontramos en la puertas
del refrigerador para cerrarse.
14.Se colocan unas cerradoras para que la puerta este fija y no exista el riesgo
de abrirse.
15.Se mantiene cerrada la incubadora y se protegen las partes como son el
ventilador, el dimmer, el termostato y los cables de la instalación, para
proceder con el pintado superficial de la incubadora y tener una vista
estética.
16.Se procede a hacer pruebas
38
3.1.2. FUNCIONAMIENTO
Primero se verifica la calidad de los huevos. (Las características de tamaño,
color, aspecto, deformaciones, etc.) Para ser colocadas en la incubadora, el cual
se determinara la cantidad requerida de los huevos que pasen la inspección, de
este modo empieza el funcionamiento de la incubadora en sus diferentes sistemas
que se enlistan a continuación:
1 Sistema de Movimiento: Es necesario que el huevo sea conservado en la
posición correcta durante la incubación y voltearlo regularmente. Es por ello
que este sistema como las demás es de gran importancia, según la
información recabada es verídico y necesario que los huevos que pasen la
prueba y estén en el proceso de incubación, presenten cierto movimiento
cada determinado tiempo; en este caso este sistema tiene su función cada
8 horas para mover los huevos en 45° de la izquierdo y derecho, esto es
para que la yema de huevo no se pegue en el cascaron y no provoque una
deformación en el embrión.
2 Sistema de Humidificación: De manera constante es necesario que sea
verificado el nivel de humedad dentro de la incubadora ya que la humedad
relativa abajo del 40 % y arriba del 80 %, provoca: la alta humedad relativa
acelera y la humedad baja retarda el desarrollo del embrión, por ello se
establece una charola de aluminio en la parte inferior de la incubadora que
mantendrá la humedad especifica del sistema.
3 Sistema de Calentamiento: Se lleva a cabo mediante el uso de focos de
100 watts, manteniendo una temperatura relativa entre los 35°C y 40° C.
Distribuido por los ventiladores instalados, esta es la parte más importante
39
de la incubadora ya que establecerá la temperatura idónea para el
desarrollo embrionario del pollo, este sistema estará monitoreado con un
termómetro ambiental y con ayuda de un termostato establecerá la
temperatura sin hacerle falta y que no sobrepase la temperatura
establecida, el cual cuando llegue a los 39° o 40° se apagaran los focos y
cuando este por los límites de los 36° o 35° encenderán los focos, este es
el funcionamiento del sistema de calentamiento.
4 Sistema de Ventilación: Es importante el paso libre de aire a través de los
poros del cascarón y sus membranas; el embrión en desarrollo debe tener
un aporte constante de oxígeno y eliminar el bióxido de carbono y
humedad, como bien sabemos los huevos respiran es por ello que se
establece este sistema, de igual manera gracias a este sistema se
establece la distribución de la temperatura por todo el interior de la
incubadora.
40
CAPÍTULOIV
RESULTADOS
37
40
4.1. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS DEMATERIAL COMPUESTO MATRIZ POLIMÉRICA
REFORZADO CON FIBRA NATURAL DE YUTE, COCO YASERRÍN DE MADERA PARA LA FABRICACIÓN DE
PAREDES ECO TÉRMICAS DE INCUBADORAS DE HUEVOSDE AVES DE CORRAL
4.1.1. PLANIFICACIÓN Y DISEÑO DE LOS EXPERIMENTOS DE LASFORMULACIONES COMPLEJAS.
La definición de las propiedades mecánicas de los materiales juega un
papel importante en la determinación de la habilidad de los materiales para resistir
las cargas externas a que están sometidos los elementos. Su determinación
guarda especial significación para el diseño de los sistemas mecánicos por
cuando la determinación de las formas y las dimensiones, así como la propia
selección del material, están íntimamente relacionadas con las propiedades físico-
Mecánicas de los materiales.
El presente capítulo tiene como objetivo fundamental estudiar la influencia
de las fibras de Coco, la fibra natural de Yute, y el aserrín sobre las propiedades
del material compuesto matriz polimérica de resina de Yeso, para su aplicación en
la fabricación de paredes interiores de incubadoras de huevos de aves corral.
A nivel mundial se reconocen diferentes métodos de diseños de
experimentales y de diseños estadísticos experimentales que posibilitan la
solución y explicación científica a problemas objeto de estudio, resultando los
mismos una vía efectiva y económica en el campo de las investigaciones
científicas.
41
El diseño de experimentos se fundamenta sobre cuatro reglas básicas:
1. Minimizar los experimentos: siempre el número menor posible de
experimentos.
2. Cambiar el valor de los factores de acuerdo con reglas.
3. Utilizar en el procesamiento métodos matemáticos normalizados.
4. Tener una estrategia de trabajo por etapas.
Tomando en cuenta los requerimientos anteriores, se utiliza un diseño de
mezcla del tipo SIMPLEX – CENTROID CÚBICO ESPECIAL. Como variables a
estudiar se tomaron las fibras de naturales de coco, Yute, y aserrín de madera tal
y como se muestra en la Tabla 4.1.1.
Tabla 4.1.1 - Matriz de los experimentos
N°Yute Aserrín Coco
% V(cm3) m(g) % V(cm3) m(g) % V(cm3) m(g)
1 16.66 5.83 8.32 66.66 23.33 19.85 16.66 5.83 6.86
2 50 17.50 24.96 50 17.50 14.89 0 0.00 0.00
3 0 0.00 0.00 50 17.50 14.89 50 17.50 20.60
4 100 35.00 49.91 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00
5 16.66 5.83 8.32 16.66 5.83 4.96 66.66 23.33 27.46
6 33.33 11.67 16.64 33.33 11.67 9.93 33.33 11.67 13.73
7 0 0.00 0.00 100 35.00 29.79 0 0.00 0.00
8 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00 100 35.00 41.20
9 66.66 23.33 33.27 16.66 5.83 4.96 16.66 5.83 6.86
10 50 17.50 24.96 0 0.00 0.00 50 17.50 20.60
42
A partir de la matriz experimental que se muestra en la tabla 3.1 se
desarrollaron diez mezclas (Tabla 4.4.1), las cuales son desarrolladas según las
técnicas de fabricación y mezclado descritas en el capítulo 2.
Las formulaciones desarrolladas permiten evaluar la influencia de Fibra de
Coco, el aserrín de madera y fibra natural de Yute sobre las propiedades físico-
mecánicas de las mezclas.
El procesamiento de los resultados experimentales se realiza a través del
paquete estadístico StatGraphics Centurión XV.II.
Del análisis de los trabajos anteriores y los resultados del estudio bibliográfico
se toma como propiedades a evaluar, resistencia a la Flexión (RF), módulo de
elasticidad (E), resistencia a la COMPRECIÓN (comp). La definición de las
propiedades mecánicas de los materiales juega un papel importante en la
determinación de la habilidad de los materiales para resistir las cargas externas a
que están sometidos los elementos. Su determinación guarda especial
significación para el diseño de los sistemas mecánicos por cuando la
determinación de las formas y las dimensiones, así como la propia selección del
material, están íntimamente relacionadas con las propiedades físico- Mecánicas
de los materiales.
El presente capítulo tiene como objetivo fundamental estudiar la influencia de
las fibras natural de Yute, Coco, y aserrín de madera sobre las propiedades del
material compuesto matriz Yeso, para su aplicación en la fabricación de
incubadoras de huevos de ave de corral.
Los experimentos se realizaron siguiendo el orden de la matriz anteriormente
descrita. Los resultados de estas pruebas experimentales (Anexo del 1 a 8), dan
claridad sobre la influencia del de la fibra de Coco, el aserrín, y fibra natural de
Yute sobre las propiedades analizadas.
43
A manera de síntesis estos resultados que se muestran en la Tabla 4.1.2. El
grado de significación de la influencia de cada factor sobre cada propiedad será
analizado en lo posterior.
Tabla 4.1.2. - Resultado de los experimentos.
Exp. No comp (Mpa) E20% (Mpa)Coeficiente deConductividad
térmica (K)1.1 0.72 79.8 0.317
1.2 0.65 174.7 0.320
1.3 0.73 170.9 0.267
1.4 0.72 158.90 0.311
1.5 0.74 133.67 0.274
1.6 0.72 97.50 0.290
1.7 0.91 75.06 0.335
1.8 0.62 108.56 0.298
1.9 0.69 184.59 0.300
1.10 0.76 112.63 0.268
Por los métodos estadísticos adecuados al diseño seleccionado se realizó el
ajuste de los datos experimentales a la ecuación polinomial del tipo lineal
empírica:
Y = b1X1 + b2X2+ b3X3 + b12X1X2 + b13X1X3 + b23 X2X3 + b123 X1X2X3
Y es el valor de la propiedad considerada.
En la tabla 4.1.3 se recogen los valores estimados de los coeficientes obtenidos
del procesamiento de los resultados.
44
Tabla 4.1.3 - Valores de los coeficientes estimados y coeficientes de correlación de losmodelos.
Propiedad Coeficientes del modelob1 b2 b3 R2aj.
Coeficiente deConductividad
térmica (K)0.27 0.337 0.258 95.23
Resistencia ala Compresión
(comp)0.65 0.86 0.59 92.52
Modulo deElasticidad (E)
153.2 108.8 17.38 93.13
Resistencia ala Flexión (RF)
1.54 2.08 0.94 99.82
La tabla pone de manifiesto que para las propiedades estudiadas las
ecuaciones empíricas representan el efecto de los factores, por cuanto los valores
de los coeficientes satisfacen la prueba de distribución t de Studen y F de Fischer
del modelo (Anexos del 1 al 8).
A partir de los resultados anteriores se puede conformar para cada
propiedad el correspondiente modelo matemático empírico.
4.1.2. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS.
El estudio de las mezclas propuestas permite analizar el efecto de las
variables independientes sobre las propiedades físico-mecánicas y de servicio del
material elastomérico a utilizar en la fabricación del diafragma.
Coeficiente de Conductividad Térmica
La variación del coeficiente de conductividad térmica en dependencia de la
la variación de la fibra de coco, el yute y el aserrín de madera se muestra en la
figura (Figura 3.1 a y b).
45
a) b)
Fig. 4.1.2. Variación del Coeficiente de Conductividad Térmica en dependencia de la Fibra
de Coco, el aserrín y la fibra natural de Yute.
El coeficiente de conductividad térmica baja considerablemente con el
incremento del por ciento de fibra de coco hasta alrededor del 60% en lo posterior
incrementa ligeramente. Por lo contrario el incremento de la fibra de yute, y el
aserrín trae consigo un incremento del coeficiente de conductividad térmica,
siendo más marcado el efecto del aserrín.
Resistencia a la Compresión
En las mezclas desarrolladas la resistencia a la comprensión (Fig. 3.2 a y b)
incrementa con el aumento del porciento de aserrín a partir del 33%, entre 0% y
33% ligeramente disminuye. Con el incremento del Yutee la resistencia a la
compresión disminuye hasta el 40%, permaneciendo prácticamente constante en
los posterior. Con la fibra de coco esta propiedad aumenta ligeramente hasta el
50% y en disminuye a partir del mismo.
a) b)
Fig. 4.1.2 (2) - Variación de la Resistencia a la Comprensión en dependencia de la Fibra
de Coco, el aserrín y la fibra natural de Yute
46
Este comportamiento no resulta favorable para el desarrollo de materiales
compuesto matriz yeso, factor que debe ser tomado en cuenta para el desarrollo
de materiales de este tipo.
Módulo de Elasticidad. (E)
La influencia de los elementos componentes de la mezcla del material compuesto
matriz yeso desarrollado sobre el Módulo de Elasticidad se puede observar en la
Figura 4.1.2.(3) a y b.
a) b)
Fig. 4.1.2 (3) - Variación del Módulo de Elasticidad en dependencia de la Fibra de Coco, elaserrín y la fibra natural de Yute.
Para esta propiedad la mayor influencia la tiene el aserrín, elemento
componente de la mezcla que con su incremento, aumenta de manera acelerada
el valor del Módulo de Elasticidad. El incremento del yute también favorece el
mejoramiento de esta propiedad pero de manera menos marcada que el aserrín.
Con el incremento de la fibra de coco el Módulo de Elasticidad aumenta y
disminuye pasando por un mínimo en el 50% de la misma dentro de la mezcla.
Resistencia a la Flexión. (RF)
Para eta propiedad se tiene .que con el incremento de la fibra yute la
resistencia a la flexión aumenta y disminuye pasando por un valor máximo hasta el
60 % y de ahí en lo adelante disminuye, (Figura 4.1.2 (4) a y b).
47
a) b)
Fig. 4.1.2 (4) Variación de la Resistencia a la Flexión en dependencia de la Fibra de Coco,
el aserrín y la fibra natural de Yute
Tanto el incremento de la fibra de coco, como del yute trae consigo una
disminución de la resistencia a la flexión con niveles inferiores al Yute. La fibra de
Coco es la que mayor tendencia tiene a disminuir esta propiedad.
4.1.3. Determinación de la mejor zona de mezclado.
Partiendo de los criterios referidos anteriormente, los dados por diferentes
autores, de los criterios tecnológicos y las condiciones de explotación a que está
sometido el elemento objeto de estudio se establecieron las siguientes
restricciones tecnológicas:
- Módulo de Elasticidad = 154– 334 MPa.
- Resistencia a la Compresión,comp. = 0.72 - 0.74 MPa.
- Coeficiente de Conductividad Térmica = 0,26 - 0,28
El estudio de superficie básica de respuesta realizado a partir de los modelos
matemáticos empíricos obtenidos para cada propiedad, nos permite obtener la
mejor región de mezclado correspondiente a las variables estudiadas. La parte
sombreada de la figura 3.9 representa la zona de composición que satisface el
sistema de restricciones asignados a cada propiedad.
48
Fig. 4.1.3 Zona de mejor Región de Mezclado. Gráfico de las propiedades.
La zona de composición o zona de mejor mezclado brinda la posibilidad de
desarrollar formulaciones con diferentes combinaciones de fibras de Coco en
forma de Mat, Fibra Natural de Yute en forma de tejido y aserrín de madera
garantizando las requeridas propiedades físico - mecánicas. La zona de mejor
mezclado resulta de gran interés debido a que representa ventajas tanto
tecnológicas como económicas.
CAPÍTULOV
CONCLUSIONES
48
49
5.1. CONCLUSIONES
1. Los ensayos para la determinación de las propiedades físico mecánicas, se
deben realizar según los procedimientos y normativas establecidas por la
normas ASTM e ISO.
2. La calidad de los resultados de los ensayos de laboratorio a través de su
reproducibilidad y repetitividad se realizan según el procedimiento descrito
en acápite 2.5 y las Normativas ASTM E122 y ASTM E23.
3. Las formulaciones ensayadas presentaron propiedades mecánicas muy
similares a las reportadas por la literatura especializada para materiales
compuestos base yeso y superiores
4. Se demostró que la sustitución que la fibra de coco y la fibra de yute
disminuyen considerablemente el coeficiente de conductividad térmica.
5. La determinación de la ecuación que permite evaluar cada propiedad
permite determinar cada una de estas para cualquier porciento de fibra de
refuerzo que se utilizó en las formulaciones.
50
5.2. BIBLIOGRAFÍA
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54
5.3. ANEXOS
ANEXO - 1Analizar Mezcla - CCTNombre del archivo: C:\Users\EMILIO\Desktop\ESCRITORIO AGOSTO DE
2013\TESIS MAESTRANTES\TESIS SARAO\TESIS SARAO ULTIMA\Resultados
Experimentos Sarao.sfx
Comentario: Resultados Experimentos Sarao
Efectos Estimados del Modelo Completo para CCT (W/mk)
Fuente Suma de
Cuadrados
Gl Cuadrado
Medio
Razón-
F
Valor-P
Media 2.08329 1 2.08329
Bloques 0.000344147 2 0.000172073 0.26 0.7755
Lineal 0.00865574 2 0.00432787 15.27 0.0001
Cuadrático 0.00439656 3 0.00146552 23.75 0.0000
Cúbico
Especial
0.000348544 1 0.000348544 8.19 0.0119
Error 0.000638631 15 0.000042575
4
Total 2.09768 24
Resultados del Modelo Completo
Modelo ES R-Cuadrada R-Cuadrada Ajd.
Lineal 0.0168331 62.57 54.69
Cuadrático 0.00785483 93.14 90.13
Cúbico
Especial
0.00652498 95.56 93.19
El StatAdvisor
55
Esta tabla muestra los resultados de ajustar diferentes modelos a los datos en
CCT. El modelo medio consiste solamente de la constante. El modelo de bloques
agrega términos para diferenciar entre los 3 bloques. El modelo lineal consiste en
términos de primer orden para cada uno de los componentes. El modelo
cuadrático agrega productos cruzados entre pares de componentes. El modelo
cúbico especial agrega términos que incolucran productos de tres componentes.
Cada modelo se muestra con un valor-P el cual prueba si ese modelo es
estadísticamente significativo cuando se le compara con el cuadrado medio del
término de abajo. Normalmente, se seleccionaría un modelo más complicado con
un valor-P menor que 0.05, asumiendo que se trabaja al nivel de confianza del
95.0%. De acuerdo con este criterio, parece que el modelo cúbico especial es
adecuado para los datos. El modelo actualmente seleccionado es el modelo
cúbico especial.
En la porción inferior de la salida, se han tabulado los estadísticos de error
estándar de los estimados y la R-cuadrada, para cada uno de los modelos.
Algunos analistas prefieren seleccionar el modelo que maximiza la R-cuadrada
ajustada.
ANOVA para CCT - Resultados Experimentos Sarao
Fuente Suma de
Cuadrados
Gl Cuadrado
Medio
Razón-
F
Valor-P
Modelo Cúbico
Especial
0.013745 8 0.00171813 40.36 0.0000
Error total 0.000638619 15 0.000042574
6
Total (corr.) 0.0143836 23
R-cuadrada = 95.5601 porciento
R-cuadrada (ajustada por g.l.) = 93.1921 porciento
Error estándar del est. = 0.00652492
56
Error absoluto medio = 0.00444417
Estadístico Durbin-Watson = 2.18576 (P=0.6706)
Autocorrelación residual de Lag 1 = -0.108438
El StatAdvisorEsta tabla muestra un análisis de varianza para el modelo cúbico especial
actualmente seleccionado. Dado que el valor-P para este modelo es menor que
0.05, existe una relación estadísticamente significativa entre CCT y los
componentes, con un nivel de confianza del 95.0%.
El estadístico R-Cuadrada indica que el modelo, así ajustado, explica 95.5601%
de la variabilidad en CCT. El estadístico R-cuadrada ajustada, que es más
adecuado para comparar modelos con diferente número de variables
independientes, es 93.1921%. El error estándar del estimado muestra que la
desviación estándar de los residuos es 0.00652492. El error medio absoluto
(MAE) de 0.00444417 es el valor promedio de los residuos. El estadístico de
Durbin-Watson (DW) prueba los residuos para determinar si haya alguna
correlación significativa basada en el orden en que se presentan los datos en el
archivo. Puesto que el valor-P es mayor que 5.0%, no hay indicación de
autocorrelación serial en los residuos con un nivel de significancia del 5.0%.
Cúbico Especial Resultados de Ajuste de Modelo para CCT
Error Estadístic
o
Parámetro Estimado Estándar T Valor-P
A:Yute 0.30594 0.00639052
B:Aserrin 0.336215 0.00368438
C:Fibra de
Coco
0.290568 0.00450505
AB -0.00243193 0.0214607 -0.11332 0.9113
AC -0.125728 0.0224518 -5.59994 0.0001
57
BC -0.181103 0.0192189 -9.42316 0.0000
ABC 0.3789 0.132426 2.86123 0.0119
R-cuadrada = 95.5601 porciento
R-cuadrada (ajustada por g.l.) = 93.1921 porciento
Error estándar del est. = 0.00652492
Error absoluto medio = 0.00444417
Estadístico Durbin-Watson = 2.18576 (P=0.6706)
Autocorrelación residual de Lag 1 = -0.108438
El StatAdvisorEsta ventana muestra la ecuación del modelo cúbico especial ajustado. La
ecuación del modelo ajustado es
CCT = 0.30594*Yute + 0.336215*Aserrin + 0.290568*Fibra de Coco -0.00243193*Yute*Aserrin - 0.125728*Yute*Fibra de Coco -0.181103*Aserrin*Fibra de Coco + 0.3789*Yute*Aserrin*Fibra de Coco
en donde los valores de los componentes se especifican en pseudo-componentes.
Para hacer que STATGRAPHICS evalúe esta función, seleccione Predicciones de
la lista de Opciones Tabulares. Para graficar la función, seleccione Gráficas de
Respuestas de la lista de Opciones Tabulares.
Optimizar RespuestaMeta: minimizar CCT
Valor óptimo = 0.265239
Factor Bajo Alto Óptimo
Yute 0.0 1.0 1.16692E-8
58
Aserrin 0.0 1.0 0.373921
Fibra de
Coco
0.0 1.0 0.626079
El StatAdvisorEsta tabla muestra la combinación de los niveles de los factores, la cual minimiza
CCT sobre la región indicada. Use el cuadro de diálogo de Opciones de Ventana
para indicar la región sobre la cual se llevará a cabo la optimización. Puede
establecer el valor de uno o más factores a una constante, estableciendo los
límites alto y bajo en ese valor.
59
ANEXO - 2
Analizar Mezcla - Resistencia a la Compresion
Nombre del archivo: C:\TODO LO DE EMILIO\INSTALADORES DE PROGRAMAS
VARIOS\STATGRAFICS\STG Centurion\PSimplex-Centroide
Efectos Estimados del Modelo Completo para Resistencia a la Compresion(MPa)
Fuente Suma de
Cuadrados
Gl Cuadrado
Medio
Razón-
F
Valor-P
Media 6.8472 1 6.8472
Bloques 0.00321252 1 0.00321252 0.35 0.5680
Lineal 0.0960778 2 0.0480389 73.27 0.0000
Cuadrático 0.00462821 3 0.00154274 7.27
0.0201<
Cúbico
Especial
0.0000140247 1 0.000014024
7
0.06 0.8228
Error 0.00125883 5 0.000251765
Total 6.95239 13
Resultados del Modelo Completo
Modelo ES R-Cuadrada R-Cuadrada
Ajd.
Lineal 0.0256061 94.39 92.52
Cuadrático 0.0145651 98.79 97.58
Cúbico
Especial
0.0158671 98.80 97.13
Esta tabla muestra los resultados de ajustar diferentes modelos a los datos en
Resistencia a la Compresion. El modelo medio consiste solamente de la
60
constante. El modelo de bloques agrega términos para diferenciar entre los 2
bloques. El modelo lineal consiste en términos de primer orden para cada uno de
los componentes. El modelo cuadrático agrega productos cruzados entre pares
de componentes. El modelo cúbico especial agrega términos que incolucran
productos de tres componentes. Cada modelo se muestra con un valor-P el cual
prueba si ese modelo es estadísticamente significativo cuando se le compara con
el cuadrado medio del término de abajo. Normalmente, se seleccionaría un
modelo más complicado con un valor-P menor que 0.05, asumiendo que se
trabaja al nivel de confianza del 95.0%. De acuerdo con este criterio, parece que
el modelo cuadrático es adecuado para los datos. El modelo actualmente
seleccionado es el modelo lineal.
En la porción inferior de la salida, se han tabulado los estadísticos de error
estándar de los estimados y la R-cuadrada, para cada uno de los modelos.
Algunos analistas prefieren seleccionar el modelo que maximiza la R-cuadrada
ajustada.
ANOVA para Resistencia a la Compresion
Fuente Suma de
Cuadrados
Gl Cuadrado
Medio
Razón-
F
Valor-P
Modelo
Lineal
0.0992902 3 0.0330967 50.48 0.0000
Error total 0.00590115 9 0.000655683
Total (corr.) 0.105191 12
R-cuadrada = 94.3901 porciento
R-cuadrada (ajustada por g.l.) = 92.5201 porciento
Error estándar del est. = 0.0256063
Error absoluto medio = 0.0177027
Estadístico Durbin-Watson = 2.30633 (P=0.6994)
Autocorrelación residual de Lag 1 = -0.190435
61
Esta tabla muestra un análisis de varianza para el modelo lineal actualmente
seleccionado. Dado que el valor-P para este modelo es menor que 0.05, existe
una relación estadísticamente significativa entre Resistencia a la Compresion y los
componentes, con un nivel de confianza del 95.0%.
El estadístico R-Cuadrada indica que el modelo, así ajustado, explica 94.3901%
de la variabilidad en Resistencia a la Compresion. El estadístico R-cuadrada
ajustada, que es más adecuado para comparar modelos con diferente número de
variables independientes, es 92.5201%. El error estándar del estimado muestra
que la desviación estándar de los residuos es 0.0256063. El error medio absoluto
(MAE) de 0.0177027 es el valor promedio de los residuos. El estadístico de
Durbin-Watson (DW) prueba los residuos para determinar si haya alguna
correlación significativa basada en el orden en que se presentan los datos en el
archivo. Puesto que el valor-P es mayor que 5.0%, no hay indicación de
autocorrelación serial en los residuos con un nivel de significancia del 5.0%.
Lineal Resultados de Ajuste de Modelo para Resistencia a la Compresión
Error Estadístico
Parámetro Estimado Estándar T Valor-P
A:Yute 0.654589 0.0175345
B:Aserrin 0.869553 0.0143452
C:Fibra de
Coco
0.590666 0.0166295
R-cuadrada = 94.3901 porciento
R-cuadrada (ajustada por g.l.) = 92.5201 porciento
Error estándar del est. = 0.0256063
Error absoluto medio = 0.0177027
Estadístico Durbin-Watson = 2.30633 (P=0.6994)
Autocorrelación residual de Lag 1 = -0.190435
62
Esta ventana muestra la ecuación del modelo lineal ajustado. La ecuación del
modelo ajustado es
Resistencia a la Compresion = 0.654589*Yute + 0.869553*Aserrin +0.590666*Fibra de Coco
En donde los valores de los componentes se especifican en pseudo-componentes.
Para hacer que STATGRAPHICS evalúe esta función, seleccione Predicciones de
la lista de Opciones Tabulares. Para graficar la función, seleccione Gráficas de
Respuestas de la lista de Opciones Tabulares.
Optimizar RespuestaMeta: maximizar Resistencia a la Compresion
Valor óptimo = 0.869553
Factor Bajo Alto Óptim
o
Yute 0.0 1.0 0.0
Aserrin 0.0 1.0 1.0
Fibra de
Coco
0.0 1.0 0.0
Esta tabla muestra la combinación de los niveles de los factores, la cual maximiza
Resistencia a la Compresion sobre la región indicada. Use el cuadro de diálogo
de Opciones de Ventana para indicar la región sobre la cual se llevará a cabo la
optimización. Puede establecer el valor de uno o más factores a una constante,
estableciendo los límites alto y bajo en ese valor.
63
64
ANEXO - 3
Analizar Mezcla - ENombre del archivo: C:\Users\EMILIO\Desktop\ESCRITORIO AGOSTO DE
2013\TESIS MAESTRANTES\TESIS SARAO\TESIS SARAO ULTIMA\Resultados
Experimentos Sarao.sfx
Comentario: Resultados Experimentos Sarao
Efectos Estimados del Modelo Completo para E (MPa)
Fuente Suma de
Cuadrados
Gl Cuadrado
Medio
Razón-
F
Valor-P
Media 560125. 1 560125.
Bloques 3068.97 2 1534.48 0.10 0.9054
Lineal 135749. 2 67874.3 14.11 0.0012
Cuadráti
co
48045.1 3 16015.0 1911.2
6 0.0000<
Error 58.6552 7 8.37932
Total 747047. 15
Resultados del Modelo Completo
Modelo ES R-
Cuadrada
R-Cuadrada
Ajd.
Lineal 69.356
8
74.27 63.97
Cuadráti
co
2.8947
1
99.97 99.94
El StatAdvisorEsta tabla muestra los resultados de ajustar diferentes modelos a los datos en E.
El modelo medio consiste solamente de la constante. El modelo de bloques
agrega términos para diferenciar entre los 3 bloques. El modelo lineal consiste en
65
términos de primer orden para cada uno de los componentes. El modelo
cuadrático agrega productos cruzados entre pares de componentes. Cada modelo
se muestra con un valor-P el cual prueba si ese modelo es estadísticamente
significativo cuando se le compara con el cuadrado medio del término de abajo.
Normalmente, se seleccionaría un modelo más complicado con un valor-P menor
que 0.05, asumiendo que se trabaja al nivel de confianza del 95.0%. De acuerdo
con este criterio, parece que el modelo cuadrático es adecuado para los datos. El
modelo actualmente seleccionado es el modelo cuadrático.
En la porción inferior de la salida, se han tabulado los estadísticos de error
estándar de los estimados y la R-cuadrada, para cada uno de los modelos.
Algunos analistas prefieren seleccionar el modelo que maximiza la R-cuadrada
ajustada.
ANOVA para E - Resultados Experimentos Sarao
Fuente Suma de
Cuadrados
Gl Cuadrado
Medio
Razón-
F
Valor-P
Modelo
Cuadrático
186863. 7 26694.7 3185.7
8
0.0000
Error total 58.6552 7 8.37932
Total (corr.) 186921. 14
R-cuadrada = 99.9686 porciento
R-cuadrada (ajustada por g.l.) = 99.9372 porciento
Error estándar del est. = 2.89471
Error absoluto medio = 1.54122
Estadístico Durbin-Watson = 2.81504 (P=0.9414)
Autocorrelación residual de Lag 1 = -0.409316
El StatAdvisorEsta tabla muestra un análisis de varianza para el modelo cuadrático actualmente
seleccionado. Dado que el valor-P para este modelo es menor que 0.05, existe
66
una relación estadísticamente significativa entre E y los componentes, con un nivel
de confianza del 95.0%.
El estadístico R-Cuadrada indica que el modelo, así ajustado, explica 99.9686%
de la variabilidad en E. El estadístico R-cuadrada ajustada, que es más adecuado
para comparar modelos con diferente número de variables independientes, es
99.9372%. El error estándar del estimado muestra que la desviación estándar de
los residuos es 2.89471. El error medio absoluto (MAE) de 1.54122 es el valor
promedio de los residuos. El estadístico de Durbin-Watson (DW) prueba los
residuos para determinar si haya alguna correlación significativa basada en el
orden en que se presentan los datos en el archivo. Puesto que el valor-P es
mayor que 5.0%, no hay indicación de auto correlación serial en los residuos con
un nivel de significancia del 5.0%.
Cuadrático Resultados de Ajuste de Modelo para E
Error Estadístico
Parámetro Estimado Estándar T Valor-P
A:Yute 158.5 1.67126
B:Aserrin 410.933 1.67126
C:Fibra de
Coco
1070.62 30.9351
AB -447.267 8.18746 -54.6282 0.0000
AC -1063.73 35.3461 -30.0946 0.0000
BC -2559.77 57.9735 -44.1542 0.0000
R-cuadrada = 99.9686 porciento
R-cuadrada (ajustada por g.l.) = 99.9372 porciento
Error estándar del est. = 2.89471
Error absoluto medio = 1.54122
Estadístico Durbin-Watson = 2.81504 (P=0.9414)
Autocorrelación residual de Lag 1 = -0.409316
67
El StatAdvisorEsta ventana muestra la ecuación del modelo cuadrático ajustado. La ecuación
del modelo ajustado es
E = 158.5*Yute + 410.933*Aserrin + 1070.62*Fibra de Coco -447.267*Yute*Aserrin - 1063.73*Yute*Fibra de Coco - 2559.77*Aserrin*Fibrade Coco
en donde los valores de los componentes se especifican en pseudo-componentes.
Para hacer que STATGRAPHICS evalúe esta función, seleccione Predicciones de
la lista de Opciones Tabulares. Para graficar la función, seleccione Gráficas de
Respuestas de la lista de Opciones Tabulares.
Optimizar RespuestaMeta: maximizar E
Valor óptimo = 1070.62
Factor Bajo Alto Óptim
o
Yute 0.0 1.0 0.0
Aserrin 0.0 1.0 0.0
Fibra de
Coco
0.0 1.0 1.0
El StatAdvisorEsta tabla muestra la combinación de los niveles de los factores, la cual maximiza
E sobre la región indicada. Use el cuadro de diálogo de Opciones de Ventana
para indicar la región sobre la cual se llevará a cabo la optimización. Puede
68
establecer el valor de uno o más factores a una constante, estableciendo los
límites alto y bajo en ese valor.
ANEXO - 4
Analizar Mezcla - Resistencia a la FlexiónEfectos Estimados del Modelo Completo para Resistencia a la Flexión (MPa)
Fuente Suma de
Cuadrados
Gl Cuadrado
Medio
Razón-
F
Valor-P
Media 31.8172 1 31.8172
Bloques 0.0978681 1 0.0978681 0.37 0.5560
Lineal 2.00956 2 1.00478 20.31 0.0012
Cuadrático 0.267161 3 0.0890537 4.50 0.0900
Cúbico
Especial
0.0790525 1 0.0790525 10599.2
2
0.0000
Error 0.000022375 3 0.000007458
33
Total 34.2709 11
Resultados del Modelo Completo
69
Modelo ES R-
Cuadrada
R-Cuadrada
Ajd.
Lineal 0.222401 85.89 79.84
Cuadrático 0.140601 96.78 91.94
Cúbico
Especial
0.002730
99
100.00 100.00
Esta tabla muestra los resultados de ajustar diferentes modelos a los datos en
Resistencia a la Flexión. El modelo medio consiste solamente de la constante. El
modelo de bloques agrega términos para diferenciar entre los 2 bloques. El
modelo lineal consiste en términos de primer orden para cada uno de los
componentes. El modelo cuadrático agrega productos cruzados entre pares de
componentes. El modelo cúbico especial agrega términos que incolucran
productos de tres componentes. Cada modelo se muestra con un valor-P el cual
prueba si ese modelo es estadísticamente significativo cuando se le compara con
el cuadrado medio del término de abajo. Normalmente, se seleccionaría un
modelo más complicado con un valor-P menor que 0.05, asumiendo que se
trabaja al nivel de confianza del 95.0%. De acuerdo con este criterio, parece que
el modelo cúbico especial es adecuado para los datos. El modelo actualmente
seleccionado es el modelo cúbico especial.
En la porción inferior de la salida, se han tabulado los estadísticos de error
estándar de los estimados y la R-cuadrada, para cada uno de los modelos.
Algunos analistas prefieren seleccionar el modelo que maximiza la R-cuadrada
ajustada.
ANOVA para Resistencia a la Flexión
Fuente Suma de
Cuadrados
Gl Cuadrado
Medio
Razón-
F
Valor-P
Modelo Cúbico
Especial
2.45364 7 0.350521 46997.1
7
0.0000
70
Error total 0.000022375 3 0.000007458
33
Total (corr.) 2.45367 10
R-cuadrada = 99.9991 porciento
R-cuadrada (ajustada por g.l.) = 99.997 porciento
Error estándar del est. = 0.00273099
Error absoluto medio = 0.00118182
Estadístico Durbin-Watson = 2.49162 (P=0.7794)
Autocorrelación residual de Lag 1 = -0.388966
Esta tabla muestra un análisis de varianza para el modelo cúbico especial
actualmente seleccionado. Dado que el valor-P para este modelo es menor que
0.05, existe una relación estadísticamente significativa entre Resistencia a la
Flexión y los componentes, con un nivel de confianza del 95.0%.
El estadístico R-Cuadrada indica que el modelo, así ajustado, explica 99.9991%
de la variabilidad en Resistencia a la Flexión. El estadístico R-cuadrada ajustada,
que es más adecuado para comparar modelos con diferente número de variables
independientes, es 99.997%. El error estándar del estimado muestra que la
desviación estándar de los residuos es 0.00273099. El error medio absoluto
(MAE) de 0.00118182 es el valor promedio de los residuos. El estadístico de
Durbin-Watson (DW) prueba los residuos para determinar si haya alguna
correlación significativa basada en el orden en que se presentan los datos en el
archivo. Puesto que el valor-P es mayor que 5.0%, no hay indicación de
autocorrelación serial en los residuos con un nivel de significancia del 5.0%.
Cúbico Especial Resultados de Ajuste de Modelo para Resistencia a laFlexión
Error Estadístico
Parámetro Estimado Estándar T Valor-P
A:Yute 1.539 0.00193111
71
B:Aserrin 2.08013 0.00289666
C:Fibra de
Coco
0.945 0.00193111
AB 2.26525 0.0140587 161.128 0.0000
AC -6.25998 0.0466672 -134.141 0.0000
BC 1.30975 0.0103993 125.946 0.0000
ABC 24.0725 0.233822 102.952 0.0000
R-cuadrada = 99.9991 porciento
R-cuadrada (ajustada por g.l.) = 99.997 porciento
Error estándar del est. = 0.00273099
Error absoluto medio = 0.00118182
Estadístico Durbin-Watson = 2.49162 (P=0.7794)
Autocorrelación residual de Lag 1 = -0.388966
Esta ventana muestra la ecuación del modelo cúbico especial ajustado. La
ecuación del modelo ajustado es
Resistencia a la Flexión = 1.539*Yute + 2.08013*Aserrin + 0.945*Fibra de Coco +
2.26525*Yute*Aserrin - 6.25998*Yute*Fibra de Coco + 1.30975*Aserrin*Fibra de
Coco + 24.0725*Yute*Aserrin*Fibra de Coco
en donde los valores de los componentes se especifican en pseudo-componentes.
Para hacer que STATGRAPHICS evalúe esta función, seleccione Predicciones de
la lista de Opciones Tabulares. Para graficar la función, seleccione Gráficas de
Respuestas de la lista de Opciones Tabulares.
Optimizar RespuestaMeta: maximizar Resistencia a la Flexión
Valor óptimo = 2.54623
Factor Bajo Alto Óptimo
72
Esta tabla muestra la combinación de los niveles de los factores, la cual maximiza
Resistencia a la Flexión sobre la región indicada. Use el cuadro de diálogo de
Opciones de Ventana para indicar la región sobre la cual se llevará a cabo la
optimización. Puede establecer el valor de uno o más factores a una constante,
estableciendo los límites alto y bajo en ese valor.
Yute 0.0 1.0 0.28924
4
Aserrin 0.0 1.0 0.57299
9
Fibra de
Coco
0.0 1.0 0.13775
7
49
ANEXO - 5
50
51
52
53
54
55